JP4368415B2 - 反射防止材、光学素子、および表示装置 - Google Patents
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Description
をさらに満足する。
neff(h=0)≒ns、かつneff(h=d)≒ni・・・(3)
を満足する。
dneff(h)/dh≒{(neff(h=0)−neff(h=d))/d}・・・(4)
をさらに満足する。
Neff(h)={(neff(h=0)−neff(h=d))/d}×h+neff(h=0)・・・(5)
で表される関数Neff(h)と少なくとも一点で交わり、且つ、下式(6)
|Neff(h)−neff(h)|≦|neff(h=d)−neff(h=0)|×0.2・・・(6)
をさらに満足する。
をさらに満足する。
以下、図面を参照して、本発明による反射防止材の第1の実施形態を説明する。本実施形態の反射防止材は、基板の表面に、入射光の波長より小さい周期の凹凸パターンが形成された反射防止材であって、入射光の最短波長をλmin、入射光の最大入射角をθimax、入射媒体の屈折率をni、反射防止材の屈折率をns、凹凸パターンにおけるx方向の周期をΛxおよびy方向の周期をΛyとしたとき、下式(1)を満足している。なお、ΛxおよびΛyをまとめて「Λx、y」と表記する。
次に、本発明による反射防止材の第2の実施形態を説明する。本実施形態の反射防止材は、上式(1)、好ましくは式(2)を満足する実施形態1の反射防止材であって、凹凸パターンの高さ方向の座標軸をh軸、凹凸パターンにおける凸部の最上点をh=d、凹凸パターンにおける凹部の最下点をh=0としたとき、hの関数で表される有効屈折率neff(h)は下式(3)
neff(h=0)≒ns、かつneff(h=d)≒ni・・・(3)
をさらに満足している。本実施形態の反射防止材によれば、正反射(ゼロ次の反射回折光)の発生を充分抑えられる。
次に、本発明による反射防止材の第3の実施形態を説明する。本実施形態の反射防止材は、上式(3)を満足する実施形態2の反射防止材であって、有効屈折率neff(h)は、下式(5)
Neff(h)={(neff(h=0)−neff(h=d))/d}×h+neff(h=0)・・・(5)
で表される関数Neff(h)と少なくとも一点で交わり、且つ、下式(6)
|Neff(h)−neff(h)|≦|neff(h=d)−neff(h=0)|×0.2・・・(6)
をさらに満足する。本実施形態によれば、(d/λ)で表される規格化高さを実施形態2の反射防止材よりもさらに小さくしても正反射率を0.1%以下に抑えることができる。
次に、本発明による反射防止材の第4の実施形態を説明する。本実施形態の反射防止材は、前述した実施形態1から3のいずれかの反射防止材において、凸部はh=dのxy面とほぼ一点で接し、凹部はh=0のxy面とほぼ一点で接するように形成されている。好ましくは、凹部は、h=d/2のxy面に対して凸部と対称に配置されている。本実施形態によれば、転写法で作製しても、上式(3)を満足するとともに実施形態3で規定する上記要件を満足する反射防止材、あるいは、上式(3)および下式(4)を満足する反射防止材が得られる。
再び図13を参照して、本発明の実施例によるスタンパの製造方法をさらに具体的に説明する。
2 凹凸パターン
3 反射防止材
4 四角錐体
10 ポーラスアルミナ層
12 細孔(微細な凹部)
14 バリア層
16 セル
18 アルミニウム層(Al層)
Claims (45)
- 表面に複数の凸部および複数の凹部の設けられた凹凸構造を有する反射防止材であって、
前記複数の凸部のうちの任意の凸部の頂点と前記任意の凸部の頂点に最も近い凸部の頂点との距離をPとし、前記任意の凸部の頂点から距離Pの範囲内に3個以上6個以下の凹部の底点があり、
入射光の最短波長をλmin、前記入射光の最大入射角をθi max 、入射媒体の屈折率をni、前記反射防止材の屈折率をnsとしたとき、前記最大入射角θi max は0°超90°未満であり、下式(1’)
前記凸部の頂点から前記表面上の任意の方向に離れるのに伴って前記表面の高さは減少し、前記凹部の底点から前記表面上の任意の方向に離れるのに伴って前記表面の高さは増大し、
前記凹凸構造には、前記任意の凸部の頂点と前記任意の凸部の頂点に最も近い凸部の頂点の間に鞍部が形成されている、反射防止材。 - 前記複数の凸部のうちのある凸部の頂点と前記ある凸部の頂点に最も近い凸部の頂点との距離は、前記複数の凸部のうちの別の凸部の頂点と前記別の凸部の頂点に最も近い凸部の頂点との距離と異なる、請求項1に記載の反射防止材。
- 前記複数の凸部のうちのある凸部の頂点と前記ある凸部の頂点に最も近い凹部の底点との距離は、前記複数の凸部のうちの別の凸部の頂点と前記別の凸部の頂点に最も近い凹部の底点との距離と異なる、請求項1または2に記載の反射防止材。
- Pは100nm以上200nm以下である、請求項1から3のいずれかに記載の反射防止材。
- 前記式(1’)は、下式(2’)
- 任意の凸部および前記任意の凸部の頂点からの距離の最も短い底点の凹部について、前記凹凸構造の高さ方向の座標軸をh軸、前記任意の凸部の頂点の高さをh(頂点)、前記凹部の底点の高さをh(底点)、前記凹部の底点を基準とした前記表面の高さをh、前記任意の凸部の頂点の有効屈折率n eff をn eff (頂点)、前記凹部の底点の有効屈折率n eff をn eff (底点)としたとき、hの関数で表される有効屈折率n eff (h)は、下式(1b)
ns×0.93≦n eff (底点)≦ns×1.07、かつ、ni×0.93≦n eff (頂点)≦ni×1.07・・・(1b)
を満足し、且つ、下式(1c)
N eff (h)={(n eff (頂点)−n eff (底点))/(h(頂点)−h(底点))}×h+n eff (底点)・・・(1c)
で表される関数N eff (h)と三点で交わる、請求項1から5のいずれかに記載の反射防止材。 - 前記有効屈折率neff(h)の微分係数dneff(h)/dhは、下式
{(n eff (頂点)−n eff (底点))/(h(頂点)−h(底点))}×1.2≦dneff(h)/dh≦{(n eff (頂点)−n eff (底点))/(h(頂点)−h(底点))}×0.8
をさらに満足する請求項6に記載の反射防止材。 - |Neff(h)−neff(h)|≦|(n eff (頂点)−n eff (底点)|×0.2の関係をさらに満足する請求項6または7に記載の反射防止材。
- 前記凸部はh(頂点)を含むh軸と垂直な平面と一点で接し、前記凹部はh(底点)を含むh軸と垂直な平面と一点で接する、請求項6から8のいずれかに記載の反射防止材。
- 前記凹部は、前記凸部の前記頂点および前記凹部の前記底点の中間の高さを含むh軸と垂直な平面に対して前記凸部と対称に配置されている請求項9に記載の反射防止材。
- 前記凹凸構造における前記凸部は、h(頂点)およびh(底点)以外のいずれかの高さhを含むh軸と垂直な平面において円形状である、請求項6から10のいずれかに記載の反射防止材。
- 前記凹凸構造の前記凸部は階段状の側面を有する、請求項1から11のいずれかに記載の反射防止材。
- 前記凹部は尖状形状を有している、請求項1から12のいずれかに記載の反射防止材。
- 前記凹凸構造は、前記凹部の底点から前記凸部の頂点に近づくほど傾斜が緩やかになる形状を有している、請求項1から13のいずれかに記載の反射防止材。
- 請求項1から14のいずれかに記載の反射防止材を備える光学素子。
- 請求項15に記載の光学素子を備える表示装置。
- 請求項1に記載の反射防止材の前記凹凸構造を形成するための、表面に凹凸構造を有するスタンパの製造方法であって、
(a)表面に、少なくともアルミニウムを95質量%以上含むアルミニウム層を備える基材を用意する工程と、
(b)前記アルミニウム層を部分的に陽極酸化することによって、複数の凹部を有するポーラスアルミナ層を形成する工程と、
(c)前記ポーラスアルミナ層をアルミナのエッチャントに接触させることによって、前記ポーラスアルミナ層の前記複数の凹部を拡大させる工程と、
を包含し、
前記工程(b)および(c)を交互に複数回行うことによって、前記ポーラスアルミナ層に複数の凹部を形成することを特徴とするスタンパの製造方法。 - 前記ポーラスアルミナ層の前記複数の凹部のそれぞれは階段状の側面を有している、請求項17に記載のスタンパの製造方法。
- 複数回行われる前記工程(b)および(c)の内、最後の工程が前記工程(b)である請求項17または18に記載のスタンパの製造方法。
- 前記複数の凹部の最深部は、実質的に点である、請求項17から19のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記基材は、前記アルミニウム層の下地に導電性を有する金属層または半導体層をさらに有する請求項17から20のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記金属層はバルブ金属から形成されている、請求項21に記載のスタンパの製造方法。
- 前記ポーラスアルミナ層に前記複数の凹部を形成した後で、前記ポーラスアルミナ層を覆うように高硬度金属層を形成する工程をさらに包含する、請求項17から22のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記ポーラスアルミナ層に前記複数の凹部を形成した後で、表面処理を行う工程をさらに包含する、請求項17から23のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記基材は円柱状または円筒状であり、かつ、前記表面は前記基材の外周面であって、前記複数の凹部を前記外周面に継ぎ目無く形成する、請求項17から24のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記基材は円筒状であり、かつ、前記表面は前記基材の内周面であって、前記複数の凹部を前記内周面に継ぎ目無く形成する、請求項17から24のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記基材の前記アルミニウム層は、780nmよりも大きな更なる凹凸構造を有する、請求項17から26のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記複数の凹部のうちの任意の凹部の底点と前記任意の凹部の底点に最も近い凹部の底点との間の距離が100nm以上200nm以下の範囲内にある請求項17から27のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記複数の凹部のうちのある凹部の底点と前記ある凹部の底点に最も近い凹部の底点との距離は、前記複数の凹部のうちの別の凹部の底点と前記別の凹部の底点に最も近い凹部の底点との距離と異なる、請求項17から28のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記複数の凹部のうちのある凹部の底点と前記ある凹部の底点に最も近い凸部の頂点との距離は、前記複数の凹部のうちの別の凹部の底点と前記別の凹部の底点に最も近い凸部の頂点との距離と異なる、請求項17から29のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- 前記複数の凹部が形成された前記ポーラスアルミナ層または前記ポーラスアルミナ層の表面構造が転写された転写物を用いて、金属スタンパを作製する工程をさらに含む、請求項17から30のいずれかに記載のスタンパの製造方法。
- スタンパを用いて反射防止材を製造する方法であって、
請求項17から31のいずれかに記載の方法で前記スタンパを製造する工程と、
前記スタンパの前記表面の凹凸構造を転写する工程と、
を包含する反射防止材の製造方法。 - 請求項1に記載の反射防止材の前記凹凸構造を形成するための、表面に凹凸構造を有するスタンパであって、
基材と、前記基材上に設けられた、少なくともアルミニウムを95質量%以上含むアルミニウム層と、前記アルミニウム層上に設けられたポーラスアルミナ層とを有し、
前記ポーラスアルミナ層は、複数の凹部を有するスタンパ。 - 前記ポーラスアルミナ層の前記複数の凹部のそれぞれは、階段状の側面を有している、請求項33に記載のスタンパ。
- 前記複数の凹部の最深部は、実質的に点である、請求項33または34に記載のスタンパ。
- 前記基材は、前記アルミニウム層の下地に導電性を有する金属層または半導体層をさらに有する請求項33から35のいずれかに記載のスタンパ。
- 前記金属層はバルブ金属から形成されている、請求項36に記載のスタンパ。
- 前記ポーラスアルミナ層を覆う高硬度金属層をさらに有する、請求項33から37のいずれかに記載のスタンパ。
- 前記凹凸構造に表面処理が施されている、請求項33から38のいずれかに記載のスタンパ。
- 前記基材は円柱状または円筒状であり、かつ、前記表面は前記基材の外周面であって、前記複数の凹部が前記外周面に継ぎ目無く形成されている、請求項33から39のいずれかに記載のスタンパ。
- 前記基材は円筒状であり、かつ、前記表面は前記基材の内周面であって、前記複数の凹部が前記内周面に継ぎ目無く形成されている、請求項33から39のいずれかに記載のスタンパ。
- 前記基材の前記アルミニウム層は、780nmよりも大きな更なる凹凸構造を有する、請求項33から41のいずれかに記載のスタンパ。
- 前記複数の凹部のうちの任意の凹部の底点と前記任意の凹部の底点に最も近い凹部の底点との間の距離が100nm以上200nm以下の範囲内にある請求項33から42のいずれかに記載のスタンパ。
- 前記複数の凹部のうちのある凹部の底点と前記ある凹部の底点に最も近い凹部の底点との距離は、前記複数の凹部のうちの別の凹部の底点と前記別の凹部の底点に最も近い凹部の底点との距離と異なる、請求項33から43のいずれかに記載のスタンパ。
- 前記複数の凹部のうちのある凹部の底点と前記ある凹部の底点に最も近い凸部の頂点との距離は、前記複数の凹部のうちの別の凹部の底点と前記別の凹部の底点に最も近い凸部の頂点との距離と異なる、請求項33から44のいずれかに記載のスタンパ。
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